ESP32: Use both I²C interfaces

Hello and welcome to today's blog post.

 

Some time ago I showed you how you can operate several I²C devices on one microcontroller.

A customer asked today whether or how he can operate 2 modules with an identical I²C address on an ESP8266.

The only solution I could think of is the use of a microcontroller with 2 I²C buses, e.g. the ESP32.

However, anyone who has tried to implement this in a project usually fails with the I²C scanner example.

So today I grabbed an ESP32 and a pair of I²C modules and present you a functional I²C scanner for both buses.

 

1. The structure

For the implementation we need the following material:

The structure looks confusing, is actually quite simple:

Each I²C module has 4 pins. 2 of which are always for GND and VCC. We connect these to GND and 3V3 on the ESP32.

Furthermore, each module has an SCL / SCK and an SDA pin.

I connect the SDA pins of an OLED and a sensor to G21 and the respective SCL pins to G22.

For the second I²C bus, connect the SDA pins of the two modules to G17 and the SCL / SCK pins to G16.

ESP-32

OLED 1.3 inches

OLED 0.96 inch

BME-280

BMP-180

GND

GND

GND

GND

GND

3V3

VDD

VCC

VIN

VIN

21

 

SDA

SDA

 

22

 

SCL

SCL

 

17

SDA

 

 

SDA

16

SCK

 

 

SCL

 

ESP-32 in breadboards with 4 modules

 

2. The programming

In the past, we used the I²C scanner or I²C detect to check which module can be reached at which address. However, this does not work with the ESP32 and does not support the second I²C bus.

With the Google search you can quickly find the i2cscanner from nkolban on GitHub. However, this cannot be compiled.

I found what I was looking for https://github.com/espressif/arduino-esp32/issues/977  - here there is an I²C scanner that even queries both I²C interfaces. It only uses the Wire.h library and can therefore be easily integrated into existing projects.

I adjusted the pins so that they worked with my circuit. Here is the slightly modified sketch:

 

 

/ * I2C slave address scanner
Kutscher07: Modified for TTGO TQ board with builtin OLED
Source: https://github.com/espressif/arduino-esp32/issues/977
*/

#include <Wire.H>

#define SDA1 21
#define SCL1 22

#define SDA2 17
#define SCL2 16

TwoWire I2Cone = TwoWire(0);
TwoWire I2Ctwo = TwoWire(1);

void scan1(){
Serial.println("Scanning I2C Addresses Channel 1");
uint8_t cnt=0;
for(uint8_t i=0;i<128;i++){   I2Cone.beginTransmission(i);   uint8_t ec=I2Cone.endTransmission(true);   if(ec==0){     if(i<16)Serial.print('0');     Serial.print(i,HEX);     cnt++;   }   else Serial.print("..");   Serial.print(' ');   if ((i&0x0f)==0x0f)Serial.println();   }
Serial.print("Scan Completed,");
Serial.print(cnt);
Serial.println("I2C Devices found.");
}

void scan2(){
Serial.println("Scanning I2C Addresses Channel 2");
uint8_t cnt=0;
for(uint8_t i=0;i<128;i++){   I2Ctwo.beginTransmission(i);   uint8_t ec=I2Ctwo.endTransmission(true);   if(ec==0){     if(i<16)Serial.print('0');     Serial.print(i,HEX);     cnt++;   }   else Serial.print("..");   Serial.print(' ');   if ((i&0x0f)==0x0f)Serial.println();   }
Serial.print("Scan Completed,");
Serial.print(cnt);
Serial.println("I2C Devices found.");
}

void set up(){
Serial.begin(115200);
I2Cone.begin(SDA1,SCL1,400000); // SDA pin 21, SCL pin 22 TTGO TQ
I2Ctwo.begin(SDA2,SCL2,400000); // SDA2 pin 17, SCL2 pin 16 
}

void loop(){
scan1();
Serial.println();
delay(100);
scan2();
Serial.println();
delay(5000);
}  

 

3. The test

After we compiled the sketch and uploaded it to our ESP32, we're actually done. To see the result, we open the serial monitor, set the speed to 115200 baud, and we get the addresses of all 4 modules:

Two of the modules have the address 3C and the displays have 76 and 77, respectively.

Projects with 4 BME 280s on a microcontroller should no longer be an obstacle in the future.

 

We wish you a lot of fun building it, and we are curious to see how many OLED displays you can get on an ESP32.

 

Please write in the comments how many modules you personally operated on an I²C bus at the same time.

 

I say goodbye for today and hope that you will come back tomorrow.

Yours Markus Neumann

DisplaysEsp-32Projects for beginners

18 comments

Martin

Martin

Guten Tag, woran könnte es liegen wenn ich zB. einen BME280 oder SHT21 an einem ESP8266 oder Arduino anschließe bekomme ich dieselben Werte, schließe ich die Sensoren an einem ESP32 an bekomme ich Temperaturwerte die 2-3 Grad höher sind (gleicher Sketch) ????

Mit Dank im voraus
Martin

Michael D.

Michael D.

Habe den BME280 am ESP32, hat sofort auf Anhieb funktioniert! Danke!!!

AnFi

AnFi

Funktioniert auf Anhieb mit ESP32 Heltec.
Ich habe 2 unabhängige OLED’s (OnBoard an SDA 4/SCL 15 und separate OLED an SDA 21/ SCL 22) angeschlossen: beide werden erkannt (jeweils 0×3C).
Vielen Dank für die gute Beschreibung!
AnFi

Fabian

Fabian

Hallo zusammen,

zuerst einmal, vielen Dank für die Bereitstellung der Infos :D
Kann man auch mit zwei ESP32 über I2C kommunizieren. Wie würde es hier aussehen bezüglich Master und Slave bzw. gibt es hier Beispiele.
Vielen Dank im Voraus

Martin

Martin

Das Scanprogramm funktioniert. Ich habe zwei kleine OLED-Displays dran, eines an den pins 21,22 das zweite an 17,16 und möchte die u8g2-Lib benutzen. Wie mach ich das, dass er auch auf das zweite display schreibt ?
Ich steh da auf dem Schlauch…

VG Martin

Ralf

Ralf

Hallo Rene
….Ich verwende eine Nodemcu 12E klingt doch sehr nach ESP8266. Dieser Sketch hier ist für den Nachfolger den ESP32

Martin

Martin

Copy/Paste in die Arduino IDE führt zu Fehler: “stray ‘/302’ in program error” when compiling
Das liegt an non-ASCII characters
Lösung: Den code vorm einfügen in die IDE noch durch dieses Tool jagen:
https://pteo.paranoiaworks.mobi/diacriticsremover/

Rene Weißflog

Rene Weißflog

Wollte den Scannertest auf meinem Nodeemcu Board laufen lassen aber Ide stößt sich immer an den Wort TwoWire. Was mache ich falsch oder wo liegt der Fehler. Ich verwende eine Nodemcu 12E mit einem BMP 180 dran. Ich habe schon ein Projekt laufen mit einen DHT22 Sensor das läuft absolut einwandfrei. Auf dem Bord wurde ein Kernel mit I2C, DHT22, Onwire, Http, u. a. Modulen geflasht. Insgesamt sind 18 Module auf dem Bord für meine zukünftigen Projekte, so das ich vom Kernel her flexibel bin. Aber den I2C Bus habe ich auf dem Node noch nicht zum laufen bekommen. Auf dem Raspi war das alles kein Problem. Ich hoffe mir kann da jemand weiterhelfen, wo mein evtl. Denkfehler liegt.

Hans-Georg B.

Hans-Georg B.

Klasse!
Mir war unklar, wo man bei ESP32-CAM die I2C-Schnittstelle verwenden kann. Auf den “microSD-Card Reader” habe ich verzichtet und den PIN GPIO14 für SCL und GPIO15 für SDA verwendet. Der angeschlossene Kompass hatte mit dem Scanner die Adresse 0×0D

Klaus

Klaus

Danke für deinen Beitrag.
Zitat: “Mir ist als Lösung nur die Verwendung von einem Mikrocontroller mit 2 I²C Bussen eingefallen, wie z.B. der ESP32.”

Wer kein ESP32 mit 2x I²C Schnittstellen verwendet, kann einen I²C Multiplexer wie z.B. TCA9548A verwenden. Über die I²C-Kommunikation mit dem Multiplexer wird jeweils ein einzelner I²C-BUS durchgeschaltet (Re-route) und alle anderen sind während dieser Zeit hochohmig. So können z.B. mit einem TCA9584A hintereinander bis zu 8 Sensoren mit identischer I²C-Adresse abgefragt werden.

Immanuel Schade

Immanuel Schade

Eine Frage, gibt es da irgendwo ein Beispiel wie man danach den BME280 einbindet und auslesen kann um danach weiterarbeiten zu können.

Sorry für die Frage aber ich stehe noch ganz am Anfang.

Danke Immanuel

Jürgen Walter

Jürgen Walter

Das Programm funktioniert sehr gut.

ABER: Wird das Programm einfach kopiert erscheinen erweiterte ASCII Zeichen, welche zunächst entfernt werden müssen. UTF-8 + Arduino

Otmar

Otmar

Hallo Reinhard,

aufgrund deines Posts hab ich mir das IC mal genauer angesehen. Da werd ich mal welche bestellen.
Hast du berücksichtigt, dass Bit0 der Adresse den R/W-Modus definiert?
Der muss natürlich passend gesetzt sein.

Gruß,
Otmar

Reinhard

Reinhard

Hallo.
Vielleicht kann mir jemand helfen:
Habe den Scan erfolgreich laufen.
Es werden 4 Adressen gefunden: 0×38, 0×39, 0×3A sowie 0×3B
Es sind 4 Stk PCF8574AN IO Expander.

Nun gelingt es mir nur nicht die IOs einzulesen.
Egal was ich mache, es werden immer alle Eingänge als 0 gelesen (sind tatsächlich High)
Wenn ich einen Eingang auf GND ziehe bleibt ebenso alles bei 0.

Vielen Dank schon mal für Eure Tipps!
LG
Reinhard

OlegR

OlegR

[quote]
Zwei der Module haben die Adresse 3C, und die Displays haben jeweils 76 und 77
[/quote]
Are you sure? Die Displays haben Addresse 3C und die Sensoren jeweils 76 & 77 ;-)

Peter Derf

Peter Derf

Sehr schöne Lösung. Hat man jedoch nur digitale Anschlüsse für einen I2C Bus, dann funktioniert auch ein I2C Multiplexer sehr gut, um viele Sensoren mit gleicher Adresse anzuschließen, Bei Bedarf kann man diese auch kaskadieren kann. Beispiel TCA9548A von TI.
P.D.

Günther Ehrenberger

Günther Ehrenberger

Hallo,
Echt super die Projekte, komme gar nicht nach alles auszuprobieren. Habe ein OLED und den BME280 an einem Micro:Bit auf i2c angeschlossen. Temperatur und Luftdruck hat einmal was gescheites angezeigt. Beim nächsten Mal wurde nur Mist angezeigt. Wie zuverlässig ist der BME280? Sonst liegt es an der Bibliothek vom Micro:Bit.
Danke. mfg Günther

Bernd J.

Bernd J.

Superklasse,
gestern habe ich die Frage nach vier BME280 Sensoren an einem I2C Bus gestellt und heute gibt es schon ein Projekt im Blog, welches meine Frage beantwortet.
Danke
Bernd

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